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Vorrichtung zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten.
Die Erfindung bezweckt Gase und Flüssigkeiten im wesentlichen zur Herbeiführung chemischer oder physikalischer Reaktionen innig miteinander zu vermischen. Die Reaktionswirkung ist um so kräftiger, je feiner die Flüssigkeit zerteilt ist. Man verstäubt oder vernebelt die letztere deshalb, und es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck rasch umlaufende Scheiben, auf welche Flüssigkeit aufläuft, oder Ventilatoren zu benutzen, die Gas ansaugen und in die gleichzeitig Flüssigkeit eingespritzt wird.
Mit den bezeichneten Vorrichtungen werden mehr oder weniger feine Tröpfchen erzielt, deren äussere Fläche naturgemäss nur mit den Gasen in Berührung kommt.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine kräftigere Reaktionswirkung dadurch zu erhalten dass die Flüssigkeit in Bläschen verwandelt wird. In diesem Falle tritt nämlich nicht nur die Aussenfläche mit dem umgebenden Gas, sondern auch die Innenfläche mit dem eingeschlossenen Gas in Berührung, so dass die erstrebte Wirkung von vornherein doppelt so gross, wie bei den bekannten Vorrichtungen ist. Die Erfahrung lehrt weiter, dass durch die Oberflächenspannung der dünnen Haut der Blasen ein ausserordentlich hoher Druck auf die eingeschlossene Gasmenge ausgeübt wird und dass deshalb auch die Reaktion zwischen beiden Teilen sehr stark ist. Deshalb wird bei Erzeugung feiner Bläschen eine Reaktions- wirkung erzielt, welche die bisher erreichte Wirkung um ein Vielfaches übertrifft.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung zum Vermischen von Gasen und Flüssigkeiten, mittels welcher die letzteren in feine, die Gasteilchen einhüllenc'e Bläschen verwandelt werden. Da beim Zerplatzen der Bläschen äusserst feine Tropfen entstehen, so kann die Vorrichtung auch zur Feinzerstäubung von Flüssigkeit Verwendung finden.
Die neue Vorrichtung ist auf der Zeichnung in Fig. 1 in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Anwendungsform der Vorrichtung in Verbindung mit einem die Bläschen aufnehmenden Flüssigkeitsbad.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Ventilator, der auf einer rasch laufenden Welle 1 angebracht ist. Er ist aus der waagrechten Scheibe 2, der darüberliegenden kegelförmigen Wand 3 und den beide Teile verbindenden Ventilatorflügeln 4 zusammengesetzt. Zwischen dem oberen Rand der Wand J und der Welle 1 ist eine Öffnung 5 gelassen, durch welche Gas in den Ventilator strömen kann. Ein Rohr 6, welches gegen die Welle gerichtet ist, dient zur Einführung von Flüssigkeit in den Ventilator. Zwischen dem unteren Rande des Kegels 3 und dem Rande der Kreisscheibe 2 befinden sich die von den Flügeln 4 seitlich begrenzten Austrittsöffnungen 7. Der Kegelmantel 13 erstreckt sich so weit nach unten, dass er bis unter die Ebene der Scheibe zu 2 hinabreicht.
Bei schnellem Kreisen des Ventilators tritt folgende Wirkung ein. Die in den Ventilator eingeleitete Flüssigkeit gelangt an den Umfang der Seheibe 2, wird von dieser tangential in Gestalt von Tröpfchen abgeschleudert und prallt gegen den Kegelmantel Dieser hat wegen seines grösseren Abstandes von der Welle 1 eine grössere Umfangsgeschwindigkeit als die auftreffenden Flüssigkeitstropfen. Die letzteren werden deshalb infolge der an der Innenfläche des Mantels stattfindenden Reibung in eine rollende Bewegung gesetzt, und in feinste Schichten zerteilt, die sich beim Abrollen übersehlagen und dabei eine beträchtliche Menge Gas einhüllen, das ebenfalls durch die Öffnungen 7 nach aussen geschleudert wird.
Die so gebildeten Rollen und Blasen werden am Rand des Kegelmantels in feinster Verteilung abgeschleudert und bilden einen mit Gas durchsetzten Nebel von äusserster Reaktionsfähigkeit.
Gemäss Fig. 2 wird die Flüssigkeit dem Ventilator von unten zugeführt. Der Kegelmantel 3 taucht mit seinem unteren Rande in Flüssigkeit ein, die sich in dem Behälter 8 befindet. Die Kreis-
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scheibe 2 liegt etwas oberhalb des Flüssigkeitsspiegels. An ihrer Unterseite ist ein nach oben stärker werdender Kegelstumpf r vorgesehen, der bekanntlich bei schnellem Kreisen die Wirkung hat, dass die
Flüssigkeit an ihm emporsteigt. Sie strömt dann in der Richtung der eingezeichneten Pfeile nach auswärts und wird ebenfalls gegen den Kegelmantel geschleudert. Hier trifft die Flüssigkeit mit dem Gas zusammen und es werden in der vorher geschilderten Weise Gasblasen gebildet, die am Rande des Mantels abge- schleudert werden, u. zw. in die Flüssigkeit hinein.
Rings um den Mantel 3 entsteht ein Flüssigkeitswall, der ganz von Gasblasen durchsetzt ist, die nach einer gewissen Laufstrecke an die Oberfläche treten.
Zum Heben der Flüssigkeit kann an der unteren Seite der Kreisscheibe 2 auch eine Flügelschraube angebracht werden. Dem Ventilator kann natürlich Flüssigkeit auch gleichzeitig von oben und von unten zugeführt werden.
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Device for mixing gases and liquids.
The aim of the invention is to mix gases and liquids intimately with one another essentially to bring about chemical or physical reactions. The more finely the liquid is divided, the stronger the reaction effect. The latter is therefore dusted or nebulized, and it is already known for this purpose to use rapidly rotating discs on which liquid runs, or fans which suck in gas and into which liquid is simultaneously injected.
With the indicated devices, more or less fine droplets are obtained whose outer surface naturally only comes into contact with the gases.
The invention is based on the idea of obtaining a more powerful reaction effect by transforming the liquid into bubbles. In this case, not only does the outer surface come into contact with the surrounding gas, but also the inner surface with the enclosed gas, so that the desired effect is from the outset twice as great as with the known devices. Experience also shows that the surface tension of the thin skin of the bubbles exerts an extraordinarily high pressure on the amount of gas enclosed and that the reaction between the two parts is therefore very strong. Therefore, when fine bubbles are generated, a reaction effect is achieved which exceeds the effect achieved so far many times over.
The subject of the invention is a device for mixing gases and liquids by means of which the latter are transformed into fine bubbles enveloping the gas particles. Since extremely fine droplets are produced when the bubbles burst, the device can also be used for fine atomization of liquid.
The new device is illustrated in one embodiment of the drawing in FIG.
Fig. 2 shows a modified form of application of the device in connection with a liquid bath receiving the bubbles.
The device essentially consists of a fan which is mounted on a rapidly rotating shaft 1. It is composed of the horizontal disk 2, the conical wall 3 above it and the fan blades 4 connecting the two parts. An opening 5 is left between the upper edge of the wall J and the shaft 1, through which gas can flow into the fan. A tube 6, which is directed against the shaft, is used to introduce liquid into the fan. Between the lower edge of the cone 3 and the edge of the circular disk 2 are the outlet openings 7, laterally bounded by the vanes 4.
The following effect occurs when the fan rotates rapidly. The liquid introduced into the fan reaches the periphery of the Seheibe 2, is thrown off tangentially by this in the form of droplets and hits the cone shell.This has a greater circumferential speed than the impinging liquid droplets because of its greater distance from the shaft 1. The latter are therefore set in a rolling motion as a result of the friction taking place on the inner surface of the jacket, and divided into the finest layers, which overlap when rolling and envelop a considerable amount of gas, which is also thrown out through the openings 7.
The rolls and bubbles formed in this way are thrown off at the edge of the cone shell in the finest distribution and form a gas permeated mist of extreme reactivity.
According to FIG. 2, the liquid is fed to the fan from below. The lower edge of the conical shell 3 is immersed in liquid that is located in the container 8. The circular
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Disk 2 is slightly above the liquid level. On its underside a truncated cone r that becomes stronger towards the top is provided, which, as is known, has the effect of the
Liquid rises on him. It then flows outwards in the direction of the arrows and is also thrown against the surface of the cone. Here the liquid meets the gas and gas bubbles are formed in the manner described above, which are thrown off at the edge of the jacket, and the like. betw. into the liquid.
A liquid wall is created around the jacket 3, which is completely permeated by gas bubbles, which come to the surface after a certain walking distance.
A wing screw can also be attached to the lower side of the circular disc 2 to lift the liquid. Liquid can of course also be fed into the fan from above and below at the same time.